Cpu-koelers voor Intel en AMD: 7 voordelige modellen getest

We hebben zeven betaalbare cpu-koelers vergeleken met de koelers die AMD en Intel met hun cpu’s meeleveren. De koelers moeten de boel koel houden, het liefst zo stil mogelijk. Dat doen ze allemaal voorbeeldig, met één uitzondering.

Natuurlijk, de zogenaamde boxed-koelers die AMD en Intel met hun mainstream-cpu’s voor AM4 en LGA1151(v2) meeleveren, doen wat ze moeten doen. Ze moeten de processor koel houden, maar zijn niet geoptimaliseerd om dat ook stil te doen. Daarmee verraden ze hun lage productiekosten. En de K-modellen van Intel – processors die je kunt overklokken – worden sowieso zonder koeler geleverd.

Een upgrade voor een stiller systeem hoeft niet veel te kosten. Vanaf 10 euro zijn er al koelers die stiller zijn en beter koelen dan de meegeleverde versies. Vaak hebben ze ook nog reserves om te upgraden naar een krachtigere cpu die meer warmte produceert of voor als je een keer wilt experimenteren met overklokken. Sommige modellen beloven zelfs tot 200 watt aan warmte te kunnen bolwerken. Maar de krachtige koelprestaties en lage cpu-temperaturen zijn een schrale troost als de handleiding onduidelijk is of ontbreekt, of de montage dermate friemelig is dat je losse onder­delen uit frustratie tegen de muur smijt.

We hebben zeven cpu-koelers met verschillende bouwconcepten en koeltechnieken in ons laboratorium gehaald en onderworpen aan praktijktests om hun prestaties te bekijken. De modellen Xilence A250PWM en I250PWM voor AMD respectievelijk Intel, zijn met rond tien euro veruit de goedkoopste in de test. De EKL Alpenföhn Ben Nevis Advanced, Arctic Freezer 34 eSports Duo, be quiet Shadow Rock LP, Thermalright True Spirit 120 Direct en de Scythe Choten kosten tussen 35 en 45 euro. Met uitzondering van de Xilence-­koelers kun je al deze modellen zowel op een AMD- als Intel-platform monteren. Sommige zijn ook ­geschikt voor Intels high-end desktopsockets LGA2011 en LGA2066 (HEDT), of de wat oudere LGA1366. We hebben de boxed-koelers van onze test-cpu’s van AMD en Intel gebruikt ter referentie.

Alle koelers hebben ventilators met een vierpolige aansluitkabel. In tegenstelling tot kabels met drie polen, waarbij het toerental via de spanning wordt geregeld, ontvangen ventilators met vierpolige kabels een constante spanning van 12 volt. Via de extra pin loopt een blokgolfsignaal waarmee de elektronica in de ventilator de rotatiesnelheid instelt. De intervallen in de blokgolf worden afgetast en hoe hoger de schakelfrequentie van deze pulsbreedtemodulatie (PWM) is, hoe sneller de ventilator zal draaien.

Onze metingen bestonden uit twee delen: allereerst hebben we het toerental gemeten over een curve in stappen van vijf procent via het PWM-regelbereik. Daaruit bleek dat de meeste ventilators tot circa 30 procent op hun laagste toerental draaien en dan min of meer ­lineair tot hun maximale toerental versnellen.

Vervolgens plaatsten we de koelers op het primaire testsysteem in de geluidmeetcabine waar we de geluidssterkte met een PWM-signaal van 25, 50, 75 en 100 procent hebben gemeten. We keken naar de core­temperatuur onder volledige belasting. Ten slotte hebben we het volume gemeten met Windows in de idle-­toestand en onder volledige belasting. Dat laatste hebben we gesimuleerd met de tool Prime95. Omdat de AMD- en Intel-platforms zich in idle identiek gedragen, geven we daarvoor een enkele waarde. Om andere geluidsbronnen uit te sluiten, hebben we alle metingen uitgevoerd in een systeem zonder behuizing met een semipassieve voeding, waarvan de ventilator pas gaat draaien bij een belasting van 500 watt.

De meeste ventilators draaien op hun laagst mogelijke toerental tot een PWM-pulsbreedte van 30 procent en gaan dan praktisch lineair versnellen.

Al in een vroeg stadium besloten we om niet een superzwaar systeem te gebruiken met een cpu die loeiwarm kan worden en een grote, dure koeling nodig heeft. We wilden niet de uitersten opzoeken, maar juist een alledaagse situatie nabootsen. Daarom hebben we een gemiddelde pc uit de 65-watt-klasse als basis gebruikt.

Het primaire testsysteem en uitgangspunt was een hexacore Intel Core i5-8400 met een boxed koeler op een MSI B360M Pro-VH moederbord dat we in ons betaalbare gamingvoorstel hebben gebruikt. De AMD-variant bestond uit een Ryzen 5 2600 op een MSI X370 SLI Plus, eveneens met de meegeleverde Wraith Stealth boxed koeler.

De belofte van de fabrikanten dat hun koelers ook bij 95 watt nog de boel koel kunnen houden, hebben we getest met een Core i5-9600K. Ook hier hebben we weer een moederbord van MSI gebruikt, namelijk de MPG Z390 Gaming Plus. Op alle platforms hebben we een zelfgemaakte ventilatorcurve toegepast, waarbij vanaf een temperatuur van 40, 55, 70 en 95 °C (respectievelijk 85 °C bij AMD) PWM-instellingen werden toegepast van 20, 40, 65 en 100 procent.

Tot zover de theorie. We werden behoorlijk verrast toen we de relatief tamme Core i5-8400 via Prime95 op volle kracht lieten rekenen. Bij enkele koelers trapte de processor na vijf minuten zelfs op de rem. De kloksnelheid bleef tussen de nominale frequentie van 2,8 GHz en de turbosnelheid van 3,8 GHz fluctueren. Volgens de diagnosetool HWiNFO kwam het energieverbruik van de cpu (package power) daarbij uit op 95 watt en bij turbo-pieken zelfs nog hoger.

De oorzaak werd duidelijk toen we een blik wierpen in de XTU (Extreme Tuning Utility): MSI stelt in de BIOS-setup zeer agressieve standaardwaarden in voor de turbo. Dit soort trucs zien we vaker. De turbofase, waarbij de cpu tijdelijk zijn nomi­nale energieverbruik verhoogt, mag bij deze processor eigenlijk maar acht seconden duren. In de set-up was echter een waarde ingesteld van 28 seconden op 119 watt. Daarna mocht de processor onbegrensd op 95 watt doorrekenen, waar de cpu ook vrolijk gebruik van maakte. De i5-8400 zat daarmee feitelijk in een hogere TDP-klasse dan bedoeld. De cpu ging niet eens van­wege de hoge temperatuur lager rekenen, want ook met de boxed-koeler bleef de kerntemperatuur nog op 88 °C – een prestatie waar de kleine koeler van Intel best trots op mag zijn. Pas vanaf 95 °C klokt de cpu zich omlaag. Uiteindelijk bleken het de spanningsregelaars (Voltage Regulator Modules, VRM’s) van het moederbord te zijn die aan de noodrem trokken, omdat zij een temperatuur van 110 °C bereikten. MSI heeft bij dit model bezuinigd op koellichamen voor de VRM’s.

Terwijl de spanningsregelaars bij de boxed-koeler van Intel en bij de Xilence I250PWM zich in de luchtstroom bevonden, was dat niet het geval bij alle andere modellen. Dit was eenvoudig op te lossen door een ventilator achterin de behuizing te plaatsen. Wij raden aan om in de set-up van het BIOS de correcte power-­limits in te stellen. Dit hebben we bij de metingen van alle cpu’s gedaan. Meer informatie over TDP en de turbo vind je in het artikel over trucs van moederbordfabrikanten.

Afhankelijk van het gebruik, de vereisten en je budget kun je koelers krijgen met allerlei verschillende constructies. De goedkoopste en kleinste variant is de combinatie van een koellichaam dat direct op de cpu zit en een wat kleinere ventilator die er koele lucht op blaast, een zogenaamde top-blower. De meegeleverde boxed koelers van de fabrikanten en de Xilence zijn volgens dit principe geconstrueerd.

Modellen met heatpipes koelen effectiever. Heatpipes zijn kleine metalen buisjes waar vloeistof in zit. Deze koelvloeistof verdampt onderin, waar het koellichaam in contact staat met de cpu. De damp stijgt op in de buisjes en wordt langs de koelribben geleid, waar het de warmte aan overbrengt. Daar condenseert de verdampte vloeistof tegen de zijden van de heatpipe en druppelt weer omlaag naar de voet, waar de cyclus weer van voor af aan begint.

Bij de standaard boxed-koelers (links) is de contactplaat meestal onderdeel van het koellichaam. Bij complexere koelers lopen er heatpipes ofwel door een koelplaat heen, of maken ze direct contact met de heatspreader van de processor (rechts).

Heatpipe-koelers zijn er in twee varianten. De geteste modellen van be quiet en Scythe hebben een topblower waarbij de ventilator van bovenaf door de koelribben naar het moederbord blaast. De geteste modellen van Arctic, EKL en Thermalright zijn zogenaamde tower-koelers, waarbij de lucht door de ribben naar de achterzijde of bovenzijde van de behuizing wordt geblazen. Beide varianten zijn over het algemeen een stuk groter dan de boxed-koelers. Maar omdat er grotere ventilators op zitten, die bij een lager toerental dezelfde luchtverplaatsing hebben als kleinere ventilators met een hoger toerental, zijn ze veel stiller en kunnen ze meer warmte verplaatsen.

Er zijn nog meer verschillen: bij be quiet en ­Scythe lopen de heatpipes door een koelplaat heen, die op de cpu ligt en waar de hitte van de processor zich gelijk­matig over verdeelt. Bij Arctic, EKL en Thermalright maken de heatpipes direct contact met de heatspreader van de cpu (Heatpipe Direct Contact), wat de warmte direct en in theorie effectiever op de heatpipes overdraagt. In de praktijk zitten er echter kieren tussen de heatpipes, die soms breder of minder breed zijn. In het slechtste geval is het contactvlak kleiner, wat de koelefficiëntie reduceert. In onze test waren beide ­heatpipe-varianten echter gelijkwaardig.

Een beschrijving van de andere geteste koelers vind je in c’t magazine uitgave 7-8/2019.  In onderstaande tabel vind je bovendien kenmerken en beoordelingen van alle geteste koelers.

Koelers voor AMD- en Intel-cpu’s tot 45 euro

Klik op de tabel voor een grote uitvoering (in pdf-formaat).

Om zeker te zijn dat er geen ruimte zit tussen de afdekking van de processor en de voet van de koeler, breng je warmtegeleidende pasta aan. Deze wordt dan niet alleen in kieren tussen aanwezige heatpipes geperst, maar vult ook minimale oneffenheden op tussen de koeler en de cpu, die anders de warmtedoorgifte zouden hinderen. Alle fabrikanten leveren hun koelers met zulke pasta. De be quiet en de Xilence worden geleverd met een dunne laag pasta die al op de koeler is aangebracht. De andere fabrikanten leveren de koelpasta in een kleine tube of sachet mee met hun koelers.

Aangezien de pasta naast het uitvullen van oneffenheden ook warmtegeleidende eigenschappen heeft, waren we wel geïnteresseerd naar de kwaliteit hiervan. Daarom hebben we de eerste metingen gedaan met de meegeleverde pasta’s en deze herhaald met de Arctic Silver 5-pasta, die we standaard in ons lab gebruiken. Een tube van 3,5 gram kost al gauw zo’n vijftien euro. Het duidelijke resultaat: de meegeleverde warmtegeleidende pasta’s zijn allemaal prima. We konden een maximaal verschil van 2 Kelvin meten in het voordeel van de Arctic Silver 5. Het is dus niet de moeite waard om er nog dure pasta extra bij te kopen.

In het ideale geval zet je de koeler op de processor, schroef of klem je hem vast, sluit je de kabel aan en gaan met de spreekwoordelijke banaan. Precies zo gaat dat ook met de boxed-koeler van Intel, die je met vier push-pins op het moederbord bevestigt. Ook veel AMD-koelers zet je met een klembeugel op het moederbord vast. De Wraith-koelers uit de Spire- en Stealth-series horen daar echter niet bij. Deze bevestig je met schroeven. Daarvoor moet je eerst de plastic beugels van het moederbord verwijderen, daarna zet je de koeler op de cpu en schroef je hem vast. Dit duurt net iets langer dan bij Intel, maar is nauwelijks ingewikkelder.

Xilence maakt van het nadeel een voordeel: de AMD-koeler klem je meteen op de plastic beugels, de Intel-variant moet je vastzetten op een bevestigingsplaat die je aan de achterzijde van het moederbord plaatst. De Scythe Choten is als allrounder nog het eenvoudigst te monteren, omdat hij voor beide kampen van de bestaande mogelijkheden gebruikmaakt. De montage van de Arctic-koeler is het ingewikkeldst, de koeler van be quiet kost het meeste gefriemel.

Wat betreft de documentatie loopt het aanbod ook uiteen. Be quiet maakt een hoop goed met een duidelijke en goed vormgegeven handleiding, terwijl Thermalright veel visueel inzicht verwacht van zijn gebruikers. Diens afbeeldingen combineren meerdere montagestappen in één. Als je nog niet veel ervaring hebt met het bouwen van een pc, dan moet je bij enkele koelers even de tijd nemen en naast de handleiding ook de montageonderdelen goed bestuderen. Uiteindelijk zou het iedereen wel moeten lukken om een koeler te bevestigen.

Een koelerupgrade maakt een desktopsysteem merkbaar stiller. Ze zijn allemaal stiller dan de boxed koelers die met de processors worden meegeleverd. Ook als je een oude koeler moet vervangen kun je bijna niets fout doen met de koelers uit onze test. Zelfs de Xilence I250PWM haalt bij de 65watt-processor nog een goede score wat het geluid betreft. Daarmee is deze koeler een bijzonder goedkope oplossing, al ­helemaal als je hem voor eenvoudige dualcores of andere 35watt-cpu’s gebruikt. De AMD-variant van ­Xilence presteert echter juist slechter dan de koeler die AMD meelevert.

De beste allrounder voor 65watt-cpu’s in onze test is de EKL Alpenföhn Ben Nevis Advanced. Hij is stil, betaalbaar, koelt goed en is makkelijk te installeren. Voor superstil gebruik scoren de Arctic Freezer 34 ­eSports Duo en de platte be quiet Shadow Rock LP. Die laatste blijft ook nog koel bij een 95watt-­processor, maar moet in deze TDP-klasse wel ondersteund worden door een ventilator achterin de pc-behuizing. Als alter­natief kun je de Scythe Choten of de Thermalright True Sprit 120 Direct overwegen. Deze zijn maar een klein beetje luider, maar koelen nog iets beter.

(Benjamin Kraft en Daniel Dupré, c’t magazine)